[实用新型]一种全波段的CCD检测器性能评价装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种光谱分析装置，尤其涉及一种光谱仪器中光信号检测器的性能进行评价的装置。

背景技术：

光谱仪器的光信号检测器主要有三类，即热检测器、光子检测器、半导体图像传感器。现代光谱仪器的光信号检测器主要是以普通的不同规格的PMT检测器为主，也有的以CCD为检测器的。PMT作为常用主要检测器，它以增益高、灵敏度高、响应快、成本低在原子吸收光谱仪发展中有过光辉的历程，并且其技术现在也在不断的发展更新中。而CCD检测器是通过电子的存储和转移来检测信号的，其量子效率高，基于对检测信号的测量方式不同，它相对PMT来说在配备连续光源和大色散的中阶梯光栅时可以提高测定的线形范围5-6个数量级，也可以同时进行多元素分析。CCD检测器在整个光谱分析区范围内有比较高的灵敏度，更适合微弱光的检测，在对弱光的检测时可适当增加光积分时间，因为它是一种积分型检测器。由于其具有很低的分布电容，因此其读出噪声较低，暗电流(受温度影响，需要制冷恒温环境)也明显比PMT的低。不论从光子效率、暗电流、读出噪声、多元素同时分析、线型范围等各方面来说其性能都具有很明显的优势，是以后原子吸收光谱仪发展的一种必然趋势。

电感耦合高频等离子体ICP-AES光谱仪的检测器已有不少在使用30万像素CCD，光谱分辨率达0.0035nm。

因此，紫外可见区高灵敏度的CCD检测器在光谱仪器的应用也是中高档光谱仪器发展的方向。

由于CCD接收器件具有宽光谱响应、高分辨率、低噪声、高的光响应一致性、直接光电转换、高动态范围等优点，广泛用于空间图像遥感、实时监视、科学研究等领域，成为摄像的关键部件。国外通过改进CCD结构，开发新工艺，研制的CCD工作波长范围可达190nm～1000nm，能很好的满足光谱仪的要求，国外先进的大型光谱仪器上广泛采用了宽光谱CCD。

要将CCD接收器件用于光谱仪器，必然要对CCD接收器件的性能指标有特定的要求，但目前高灵敏度的CCD检测器件对自身参数性能指标只有独立的测试方法和检测手段，测试仪器为大型的可见光积分球测试系统，测试系统体积大(直径＞80Cm)，费用昂贵，测试时间长，并且仅能提供CCD检测器件的有效像元(如800×800(逐行扫描))、灵敏度：(如0.01Lx(640nm))、光谱响应范围(如190nm～1000nm)、响应不均匀性(如≤10％)等参数，部件提供者所提供的部件参数局限性很大(无紫外波段的性能)，而光谱仪器要求了解部件在整个测试光谱范围内器件的灵敏度和稳定性，所以不能让使用者接受。因此，设计一套廉价、轻便、全波段(紫外可见段)的CCD检测器性能评价系统及该系统的实现方法是非常必要和有现实意义的。

实用新型内容：

本实用新型针对现有技术在对CCD接收器件的性能指标进行检测所存在的一系列问题，而一种廉价、轻便、快速、全波段的CCD检测器性能评价系统以及该系统评价CCD检测器性能的方法。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种全波段的CCD检测器性能评价装置，该系统包括紫外可见段分光检测系统、CCD检测器数据采集系统以及CCD检测器性能评价系统，

所述紫外可见段分光检测系统包括光源、分光器、CCD检测器，所述光源作为光信号来源，与分光器入口相对设置，所述CCD检测器安置分光器上；

所述CCD检测器数据采集系统与CCD检测器相接，并与CCD检测器性能评价系统相接；

所述包括CCD检测器数据采集模块、CCD影象和图形显示模块、波长校正模块、CCD检测器全波长数据稳定性和灵敏度分析模块；所述CCD检测器数据采集模块与CCD检测器数据采集系统相接，所述CCD影象和图形显示模块、波长校正模块分别与CCD检测器数据采集模块相接，所述CCD检测器全波长数据稳定性和灵敏度分析模块与波长校正模块和CCD检测器数据采集模块相接。

所述光源包括一空心阴极灯和一石英透镜，所述空心阴极灯配置一可调电源；所述石英透镜设置在空心阴极灯与光器入口之间。

所述空心阴极灯具有194.23nm、253.65nm、365.01nm、435.83nm、546.07nm、640.22nm、724.52nm、871.67nm八条特征谱线。

所述分光器包括一凹面平场光栅，一波长调节机构，一暗室外罩，一光路底板；所述暗室外罩安置在光路底板上形成一暗室，所述暗室侧面与凹面平场光栅相应的位置开设有一狭缝形成入口和一出口用于安置CCD检测器；所述凹面平场光栅安置在该暗室内，通过波长调节机构控制其旋转角度，以改变光谱波长接收的范围。